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10kV母線失壓分析

文檔作者：杜娟馬驍黃新劉俊雁文檔來源：金華電業(yè)局		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月11日
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繼電保護技術
1 0kV母線失壓分析
杜娟，馬驍，黃新，劉俊雁
(金華電業(yè)局，浙江金華321017)
[摘要] 針對某llOkV變電站lOkV母分開關柜發(fā)生爆炸后，短路電流出現(xiàn)2次突增、1次突減，最后消失的變化過
程，分析故障發(fā)展過程，并對繼電保護是否正確動作做出判斷。
關鍵詞母線短路開關柜
1故障概況
某日凌晨1點18分，某1lOkV變電站lOkV母分開
關柜發(fā)生爆炸，#1、#2主變后備保護相繼動作跳開
#1、#2主變1OkV開關，引起10kV I、II段母線失壓。
110kV變電站未配置故障錄波器，其電源側220kV變電站
配置的l1OkV故障錄波器顯示故障電流先突增，297ms時
再突增約1倍，l 765ms時突減約50 ，2 072ms時消
失。
2故障發(fā)生前的系統(tǒng)運行方式
故障發(fā)生前的系統(tǒng)運行方式如圖1所示。110kV變電
站由220kV變電站甲通過線路1送負荷，線路2檢修；
#1、#2主變高壓側并列運行，10kV側分列運行， 即
110kV母分開關運行，10kV母分開關熱備用。
lOkV 1段母線
圖1 系統(tǒng)接線圖
110kV變電站#1、#2主變配置差動保護裝置
LFP一971A、1lOkV后備保護裝置LFP-973A、非電量保
護裝置LFP一974。#1、#2主變l10kV后備保護裝置
投入復合電壓閉鎖過流II段保護(324A、1．7s)，動作
跳#1、#2主變10kV開關；投入復合電壓閉鎖過流
III保護(360A、2．Os)，動作跳#1、#2主變兩側三開
關(線路1或線路2開關、l10kV母分開關、#1或#2
主變1OkV開關)。
3動作過程分析
220kV變電站甲ll0kV故障錄波器記錄的波形如圖2
所示。整個故障持續(xù)2 072ms，其中，0~297ms短路電流
約為1 224A，297～ 1 765ms短路電流約為1 992A，
1 765～2 072ms短路電流約為1 224A。
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圖2 故障電流錄波圖
ll0kV變電站當?shù)乇O(jiān)控后臺記錄的信息顯示：1：
18：30：180時，#1主變110kV后備保護動作；1：18：
30：33O時， #1主變10kV 開關跳開；l：18：30：550
時，#2主變l10kV后備保護動作；1：18：30：710時，
#2主變10kV開關跳開。主變保護動作跳10kV開關
的整定時間為1．7s， #l、#2主變保護動作時差約為
300m s。
根據(jù)以上信息，忽略#2主變負荷電流，建立短路電
流模型。10kV母分開關I段側先發(fā)生三相短路，流過線
路1的短路電流約為1 224A，此時#2主變側相當于開
路，如圖3(a)所示。故障發(fā)展到297ms(如圖3(b)所示)
時，10kV母分開關II段側也發(fā)生三相故障， 即lOkV母
分開關I、II段側均發(fā)生三相短路，此時11OkV變電站
#1、#2主變高低壓側并列運行，流過線路1的短路電流
為1 992A，流過#1主變的分流約為996A，超過#1主變
110kV復合電壓閉鎖過流1I段保護定值(324A)，滿足動
作條件，經整定延時后，#1主變后備保護動作跳閘，
1 765ms時#1主變10kV開關跳開。#1主變10kV開關
跳開后，#1主變側相當于開路(如圖3(c)所示)，故障電
流降到1 224A左右，但仍超過#2主變llOkV復合電壓
閉鎖過流II段保護定值(324A)，滿足動作條件，經整定
延時后，#2主變動作跳閘，2 070ms時#2主變10kV開
關跳開。
收稿日期：2012—07—11
作者簡介：杜娟(1967一)，工程師，從事電力系統(tǒng)管理工作；馬驍(1976一)，工程師，從事電力系統(tǒng)管理工作；黃新(1970一)，工程師，從事電
力二次系統(tǒng)管理工作；劉俊雁(1960一)，工程師，從事繼電保護整定計算及運行技術管理工作。
電工技術I 2013 l 1期f21
繼電保護技術
a)#2主變開路 (b)#l、#2主變開路 (e)#l主變開路
圖3 短路模型
由動作過程分析得出故障持續(xù)時序圖，如圖4所示。
297~1 765ms，#1、#2主變高低壓側并列；0～297ms
或1 765~2 072ms，#1、#2主變高低壓側分列。
圖4 故障持續(xù)時序圖
4短路電流理論計算
最大運行方式下，22OkV變電站甲110kV母線的正序
阻抗標幺值R 為0．042；最小運行方式下，11OkV母線
的正序阻抗標幺值R 為0．086 6。線路1的正序阻抗標
幺值R。 為0．034 9；110kV主變的正序阻抗標幺值R 為
0．272 2。
4．1 10kV側I段母線三相短路故障
4．1．1 22．0kV變電站甲在最大運行方式下
在最大運行方式下，系統(tǒng)阻抗歸算到11OkV變電站的
l0kV母線正序阻抗為：
X1 52 ． 一RM+RI +RB一0．349 3
110kV線路1的短路電流為：
一
一意× 437A
式中，基準容量S 選取100MVA；110kV側的基準電壓
UH選取115kV。
4．1．2 220kV變電站甲在最小運行方式下
在最小運行方式下，系統(tǒng)阻抗歸算到11OkV變電站的
10kV母線正序阻抗X Σ 為0．393 7。110kV線路1的短
路電流 為127 5A。
4．2 lOkV I、II段母線同時故障
4．2．1 220kV變電站甲在最大運行方式下
在最運行大方式下，系統(tǒng)阻抗歸算到1 10kV變電站的
10kV母線正序阻抗為：
XlΣ? 一RM+RI +RIj／2—0．213 2
ll0kV線路1的短路電流J 為235 5A。
4．2．2 220kV變電站甲在最小運行方式下
在最小運行方式下，系統(tǒng)阻抗歸算到11OkV變電站的
10kV母線正序阻抗為0．257 6。1l0kV線路1的短路電流
為1 949A。
通過理論計算知，故障電流值與三相短路時的故障電
流較為接近。綜上所述，ll0kV變電站繼電保護動作正
確
參考文獻
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2000(5)：25～29
(編輯 彭 湃)
(上接第13頁)
率試驗。12V280型船用柴油發(fā)電機的瞬態(tài)調速率試驗數(shù)
據(jù)見表1。
表1瞬態(tài)調速率
負載變化前(穩(wěn)定狀態(tài)) 負載變化后(穩(wěn)定狀態(tài)) 計算結果
— — 瞬時轉速／— —
霉~,／kW轉速“r．min-I)(r"min-') kw樹(r"min4)速葷 喜
壓變化見表2，由此可得出瞬態(tài)電壓變化率為5．5 。
表2 瞬態(tài)電壓變化
負載增設的電抗器與水阻負載并列運行，既可完成負 參考文獻
載功率因數(shù)的調節(jié)，又能實現(xiàn)GB 03—2。08要求的機組瞬 [1]蘇文成．工廠供電[M]．第2版．北京：機械工業(yè)出版社，2002
態(tài)電壓變化率試驗。12V280型船用柴油發(fā)電機的瞬態(tài)電 (編輯楊正君)
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